(57)【要約】【課題】  レーザの絶対波長や偏波に依存せずに精度よく、レーザの出力波長の変動量をモニタする。また、位相変調器の変調速度に制限を受けることなく、高速にレーザの出力波長の変動量をモニタする。【解決手段】  ２光束の干渉計の一方には参照光を入射し、他方には測定対象となるレーザ光を入射し、これらの光は相互干渉が実質的に無視できる程度に離れた波長に設定され、波長シフタにより測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ０）と参照光（キャリア周波数ｆｒｅｆ）の両者のキャリア周波数をΔｆだけ変化させ、干渉計は、キャリア周波数ｆ０およびｆ０＋Δｆの光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆｒｅｆおよびｆｒｅｆ＋Δｆの光を干渉させ、位相比較器は、２つの入力信号の持つΔｆの周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する。【選択図】  図１
2006237354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、
波長の安定した参照光源と、
測定対象のレーザ光と前記参照光源の出力とを合波する合波手段と、
前記合波手段の出力に接続され、片方の光路に波長シフタを有する２光束の干渉計と、
前記２光束の干渉計の出力から測定対象のレーザ光のみを選択的に取り出す第一の波長選択手段と、
前記２光束の干渉計の出力から前記参照光源の出力のみを選択的に取り出す第二の波長選択手段と、
前記第一の波長選択手段の出力を光電気変換する第一の光電気変換手段と、
前記第二の波長選択手段の出力を光電気変換する第二の光電気変換手段と、
前記第一の光電気変換手段の出力と前記第二の光電気変換手段の出力とに接続された位相比較器と
を有し、
前記参照光は、測定対象となるレーザ光との相互干渉が実質的に無視できる程度に離れた波長に設定され、
前記波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆだけ変化させ、
前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0およびｆ0＋Δｆの光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆrefおよびｆref＋Δｆの光を干渉させ、  
前記位相比較器は、前記第一および第二の光電気変換手段からそれぞれ入力された２つの入力信号の持つΔｆの周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えた
ことを特徴とする波長変動測定装置。
【請求項２】
レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、
波長の安定した参照光源と、
測定対象のレーザ光と前記参照光源の出力とを合波する合波手段と、
前記合波手段に接続され、一方の光路に第一の波長シフタを有し、他方の光路に第二の波長シフタを有する２光束の干渉計と、
前記２光束の干渉計の出力から測定対象のレーザ光のみを選択的に取り出す第一の波長選択手段と、
前記２光束の干渉計の出力から前記参照光源の出力のみを選択的に取り出す第二の波長選択手段と、
前記第一の波長選択手段の出力を光電気変換する第一の光電気変換手段と、
前記第二の波長選択手段の出力を光電気変換する第二の光電気変換手段と、
前記第一の光電気変換手段の出力と前記第二の光電気変換手段の出力とに接続された位相比較器と
を有し、
前記参照光は、測定対象となるレーザ光との相互干渉が実質的に無視できる程度に離れた波長に設定され、
前記第一の波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）との両者のキャリア周波数をΔｆ1だけ変化させ、
前記第二の波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆ2だけ変化させ、
前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0＋Δｆ1およびｆ0＋Δｆ2の光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆref＋Δｆ1およびｆref＋Δｆ2の光を干渉させ、
前記位相比較器は、２つの入力信号の持つΔｆ＝Δｆ1−Δｆ2の周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えた
ことを特徴とする波長変動測定装置。
【請求項３】
レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、
測定対象のレーザ光を第一のポートに入力し、このレーザ光を第三および第四のポートにそれぞれ分岐出力する第一のカップラと、
この第一のカップラの前記第三および第四のポートに光路がそれぞれ接続され、片方の光路に波長シフタを有する２光束の干渉計と、
波長の安定した参照光源と、
この参照光源の参照光を第六のポートに入力し、この参照光を第七および第八のポートにそれぞれ分岐出力する第二のカップラと
を有し、
前記第七および第八のポートは前記干渉計の２つの光路にそれぞれ接続され、
前記干渉計内では、前記測定対象のレーザ光と前記参照光とが逆方向に進行し、
前記第一のカップラの前記第三および第四のポートからそれぞれ入力された前記参照光は合波されて第二のポートから出力され、
前記第二のカップラの前記第七および第八のポートからそれぞれ入力された前記測定対象のレーザ光は合波されて第五のポートから出力され、
前記第五のポートの出力を光電気変換する第一の光電気変換手段と、
前記第二のポートの出力を光電気変換する第二の光電気変換手段と、
前記第一の光電気変換手段の出力と前記第二の光電気変換手段の出力とに接続された位相比較器と
を有し、
前記波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆだけ変化させ、
前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0およびｆ0＋Δｆの光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆrefおよびｆref＋Δｆの光を干渉させ、  
前記位相比較器は、前記第一および第二の光電気変換手段からそれぞれ入力された２つの入力信号の持つΔｆの周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えた
ことを特徴とする波長変動測定装置。
【請求項４】
レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、
測定対象のレーザ光を第一のポートに入力し、このレーザ光を第三および第四のポートにそれぞれ分岐出力する第一のカップラと、
この第一のカップラの前記第三および第四のポートに光路がそれぞれ接続され、一方の光路に第一の波長シフタを有し、他方の光路に第二の波長シフタを有する２光束の干渉計と、
波長の安定した参照光源と、
この参照光源の参照光を第六のポートに入力し、この参照光を第七および第八のポートにそれぞれ分岐出力する第二のカップラと
を有し、
前記第七および第八のポートは前記干渉計の２つの光路にそれぞれ接続され、
前記干渉計内では、前記測定対象のレーザ光と前記参照光とが逆方向に進行し、
前記第一のカップラの前記第三および第四のポートからそれぞれ入力された前記参照光は合波されて第二のポートから出力され、
前記第二のカップラの前記第七および第八のポートからそれぞれ入力された前記測定対象のレーザ光は合波されて第五のポートから出力され、
前記第五のポートの出力を光電気変換する第一の光電気変換手段と、
前記第二のポートの出力を光電気変換する第二の光電気変換手段と、
前記第一の光電気変換手段の出力と前記第二の光電気変換手段の出力とに接続された位相比較器と
を有し、
前記第一の波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）との両者のキャリア周波数をΔｆ1だけ変化させ、
前記第二の波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆ2だけ変化させ、
前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0＋Δｆ1およびｆ0＋Δｆ2の光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆref＋Δｆ1およびｆref＋Δｆ2の光を干渉させ、
前記位相比較器は、２つの入力信号の持つΔｆ＝Δｆ1−Δｆ2の周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えた
ことを特徴とする波長変動測定装置。
【請求項５】
前記干渉計は、少なくとも片方の光路に可変ディレイを有し、
前記可変ディレイは、前記干渉計の２つの光路長の差Δτを０ではない任意の値に設定する手段を備えた
請求項１ないし４のいずれかに記載の波長変動測定装置。
【請求項６】
前記第一および第二の光電気変換手段は、それぞれ第一および第二のリミッタ回路を有し、
前記第一および第二のリミッタ回路は、測定対象となるレーザ光および参照光源の光強度に関わらず、前記Δｆの周波数成分の振幅を一定とする手段を備えた
請求項１ないし４のいずれかに記載の波長変動測定装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の波長変動測定装置が複数並列に配置され、
複数の前記波長変動測定装置は、一つの参照光源を共有し、
個々の前記波長変動測定装置は、前記Δｆは等しいが前記Δτが互いに異なる
多段波長変動測定装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の波長変動測定装置が複数並列に配置され、
複数の前記波長変動測定装置は、一つの参照光源および波長シフタを共有し、
個々の前記波長変動測定装置は、前記Δｆは等しいが前記Δτが互いに異なる
多段波長変動測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ波長の制御装置に利用する。特に、半導体レーザの波長を高精度に設定または波長の掃引を高速かつ高精度に行うための励起電流制御に利用するに適する。
【背景技術】
【０００２】
大容量ＷＤＭ伝送システムにおいては、送信器から出力される多数の光波長を光周波数上に均等に並べる必要がある。このため、制御回路により波長を安定化させ、出力される波長の揺らぎを抑えることが重要となる。
【０００３】
また、伝送路で使用される光学部品や光ファイバの群速度分散、ＰＭＤの波長依存性もシステム設計上で重要である。これらの光学特性の測定のためには、測定器から出力されるプローブ光の波長を精度良く安定化させるだけでなく、測定の過程で波長を変更させる必要がある。
【０００４】
レーザ光の波長の変動量をモニタする従来技術としては、以下の方法が挙げられる。
１）エタロンやガス等、特定の波長を吸収する媒質を利用する構成
レーザの出力の一部を分岐して上記媒質に入射する。上記媒質の出力強度をモニタすることにより、波長揺らぎの情報を得る。レーザ出力の強度揺らぎによる影響をキャンセルするため、上記媒質入力前の光強度も併せてモニタする（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
２）参照用レーザ光とのビートをモニタする構成
レーザの出力の一部を分岐して、波長が充分安定している参照用レーザ光の出力と合波した後に受光し、両者の干渉によるビート成分をモニタする。ビート成分の周波数により、レーザ出力の波長揺らぎの情報を得る（例えば、特許文献２参照）。
３）周期的に光路長が変化する干渉計を利用する構成
レーザの出力の一部を分岐して干渉計に入力する。干渉計は２光束に分岐するタイプであり、かつその光路長差は変調される。干渉計の出力は波長と光路長差に依存するが、光路長差の変動量とその周期が既知であればレーザの波長の変動量をモニタできる（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【非特許文献１】Ｅｌｅｃ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．１６Ｐ．７０９
【特許文献１】特開平８−３１６５５９号公報
【特許文献２】特開平７−５８３９７号公報
【特許文献３】特開２００１−２７５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの構成には以下の問題点がある。第１の方法では、レーザの波長によっては、レーザ光が媒質に殆ど吸収されてしまう。一方、受光器はそれ自体がノイズを有するため、吸収の大きな波長領域ではモニタの精度が下がってしまう。また、吸収（または消光）の大きさと波長に対して線形ではないため、波長の変動量を正確に求めることは困難である。
【０００７】
第２の方法では、安定化しようとするレーザと参照用のレーザとの波長間隔が広くなると、両者のビート成分の周波数も高くなり、広帯域な検出手段が必要になってしまう。また、２つのレーザの干渉強度は偏波状態に強く依存してしまう。
【０００８】
第３の方法では、光路長を正確かつ高速に変調する必要がある。特許文献３では、位相変調器により光路長を周期的に変更する構成が記載されているが、レーザの波長揺らぎがこの変調周期よりも速い場合は揺らぎを検出することができない。また、光路長の周期的変動の再現性が低いと、検出結果にも誤差が生じてしまう。
【０００９】
本発明は、このような背景の下に行われたものであり、レーザの絶対波長や偏波に依存せずに精度よく、レーザの出力波長の変動量をモニタ可能であり、かつ、位相変調器の変調速度に制限を受けることなく、高速にレーザの出力波長の変動量をモニタ可能である波長変動測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、本発明の特徴とするところは、波長の安定した参照光源と、測定対象のレーザ光と前記参照光源の出力とを合波する合波手段と、前記合波手段の出力に接続され、片方の光路に波長シフタを有する２光束の干渉計と、前記２光束の干渉計の出力から測定対象のレーザ光のみを選択的に取り出す第一の波長選択手段と、前記２光束の干渉計の出力から前記参照光源の出力のみを選択的に取り出す第二の波長選択手段と、前記第一の波長選択手段の出力を光電気変換する第一の光電気変換手段と、前記第二の波長選択手段の出力を光電気変換する第二の光電気変換手段と、前記第一の光電気変換手段の出力と前記第二の光電気変換手段の出力とに接続された位相比較器とを有し、前記参照光は、測定対象となるレーザ光との相互干渉が実質的に無視できる程度に離れた波長に設定され、前記波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆだけ変化させ、前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0およびｆ0＋Δｆの光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆrefおよびｆref＋Δｆの光を干渉させ、前記位相比較器は、前記第一および第二の光電気変換手段からそれぞれ入力された２つの入力信号の持つΔｆの周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えたところにある。
【００１１】
あるいは、本発明は、レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、本発明の特徴とするところは、波長の安定した参照光源と、測定対象のレーザ光と前記参照光源の出力とを合波する合波手段と、前記合波手段に接続され、一方の光路に第一の波長シフタを有し、他方の光路に第二の波長シフタを有する２光束の干渉計と、前記２光束の干渉計の出力から測定対象のレーザ光のみを選択的に取り出す第一の波長選択手段と、前記２光束の干渉計の出力から前記参照光源の出力のみを選択的に取り出す第二の波長選択手段と、前記第一の波長選択手段の出力を光電気変換する第一の光電気変換手段と、前記第二の波長選択手段の出力を光電気変換する第二の光電気変換手段と、前記第一の光電気変換手段の出力と前記第二の光電気変換手段の出力とに接続された位相比較器とを有し、前記参照光は、測定対象となるレーザ光との相互干渉が実質的に無視できる程度に離れた波長に設定され、前記第一の波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）との両者のキャリア周波数をΔｆ1だけ変化させ、前記第二の波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆ２だけ変化させ、前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0＋Δｆ1およびｆ0＋Δｆ2の光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆref＋Δｆ1およびｆref＋Δｆ2の光を干渉させ、前記位相比較器は、２つの入力信号の持つΔｆ＝Δｆ1−Δｆ2の周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えたところにある。
【００１２】
あるいは、本発明は、レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、本発明の特徴とするところは、測定対象のレーザ光を第一のポートに入力し、このレーザ光を第三および第四のポートにそれぞれ分岐出力する第一のカップラと、この第一のカップラの前記第三および第四のポートに光路がそれぞれ接続され、片方の光路に波長シフタを有する２光束の干渉計と、波長の安定した参照光源と、この参照光源の参照光を第六のポートに入力し、この参照光を第七および第八のポートにそれぞれ分岐出力する第二のカップラとを有し、前記第七および第八のポートは前記干渉計の２つの光路にそれぞれ接続され、前記干渉計内では、前記測定対象のレーザ光と前記参照光とが逆方向に進行し、前記第一のカップラの前記第四および第三のポートからそれぞれ入力された前記参照光は合波されて第二のポートから出力され、前記第二のカップラの前記第七および第八のポートからそれぞれ入力された前記測定対象のレーザ光は合波されて第五のポートから出力され、前記第五のポートの出力を光電気変換する第一の光電気変換手段と、前記第二のポートの出力を光電気変換する第二の光電気変換手段と、前記第一の光電気変換手段の出力と前記第二の光電気変換手段の出力とに接続された位相比較器とを有し、前記波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆだけ変化させ、前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0およびｆ0＋Δｆの光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆrefおよびｆref＋Δｆの光を干渉させ、前記位相比較器は、前記第一および第二の光電気変換手段からそれぞれ入力された２つの入力信号の持つΔｆの周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えたところにある。
【００１３】
あるいは、本発明は、レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、本発明の特徴とするところは、測定対象のレーザ光を第一のポートに入力し、このレーザ光を第三および第四のポートにそれぞれ分岐出力する第一のカップラと、この第一のカップラの前記第三および第四のポートに光路がそれぞれ接続され、一方の光路に第一の波長シフタを有し、他方の光路に第二の波長シフタを有する２光束の干渉計と、波長の安定した参照光源と、この参照光源の参照光を第六のポートに入力し、この参照光を第七および第八のポートにそれぞれ分岐出力する第二のカップラとを有し、前記第七および第八のポートは前記干渉計の２つの光路にそれぞれ接続され、前記干渉計内では、前記測定対象のレーザ光と前記参照光とが逆方向に進行し、前記第一のカップラの前記第四および第三のポートからそれぞれ入力された前記参照光は合波されて第二のポートから出力され、前記第二のカップラの前記第七および第八のポートからそれぞれ入力された前記測定対象のレーザ光は合波されて第五のポートから出力され、前記第五のポートの出力を光電気変換する第一の光電気変換手段と、前記第二のポートの出力を光電気変換する第二の光電気変換手段と、前記第一の光電気変換手段の出力と前記第二の光電気変換手段の出力とに接続された位相比較器とを有し、前記第一の波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）との両者のキャリア周波数をΔｆ1だけ変化させ、前記第二の波長シフタは測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆ2だけ変化させ、前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0＋Δｆ1およびｆ0＋Δｆ2の光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆref＋Δｆ1およびｆref＋Δｆ2の光を干渉させ、前記位相比較器は、２つの入力信号の持つΔｆ＝Δｆ1−Δｆ2の周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えたところにある。
【００１４】
また、前記干渉計は、少なくとも片方の光路に可変ディレイを有し、前記可変ディレイは、前記干渉計の２つの光路長の差Δτを０ではない任意の値に設定する手段を備えることができる。
【００１５】
また、前記第一および第二の光電気変換手段は、それぞれ第一および第二のリミッタ回路を有し、前記第一および第二のリミッタ回路は、測定対象となるレーザ光および参照光源の光強度に関わらず、前記Δｆの周波数成分の振幅を一定とする手段を備えることができる。
【００１６】
また、本発明は、前述した本発明の波長変動測定装置が複数並列に配置され、複数の前記波長変動測定装置は、一つの参照光源を共有し、個々の前記波長変動測定装置は、前記Δｆは等しいが前記Δτが互いに異なる多段波長変動測定装置である。
【００１７】
あるいは、本発明は、前述した本発明の波長変動測定装置が複数並列に配置され、複数の前記波長変動測定装置は、一つの参照光源および波長シフタを共有し、個々の前記波長変動測定装置は、前記Δｆは等しいが前記Δτが互いに異なる多段波長変動測定装置である。
【００１８】
次に、図１を参照して本発明の作用を説明する。図１は本発明の波長変動測定装置の基本構成を示す図である。光入力端子１には、測定対象となる光を入力する。以下、この測定対象となる光のキャリア周波数をｆ0と表記する。Ｒｅｆ光源２は、波長が時間によらず一定に保たれた光源を用いる。以下、このＲｅｆ光源２の出力のキャリア周波数をｆrefと表記する。ｆ0とｆrefとは、相互に干渉しない程度に充分離れた値にしておく。
【００１９】
両者は第１のカップラＣ１の第１ポート♯１および第２ポート♯２にそれぞれ入力されて合波されたのち第３ポート♯３および第４ポート♯４にそれぞれ分岐され、第２のカップラＣ２の第７ポート♯７および第８ポート♯８にそれぞれ入力されて再び合波される。このとき、第４ポート♯４から出力される片方の分岐は波長シフタ３を経由する。第二のカップラＣ２の出力は２つの第５ポート♯５および第６ポート♯６にそれぞれ分岐され、片方の第５ポート♯５の出力はｆrefを遮断する光ＢＲＦ(Band
Rejection Filter)４を経て第１のＯ／Ｅコンバータ５に入射し、他方の第６ポート♯６の出力はｆrefのみを通過させる光ＢＰＦ６を経て第二のＯ／Ｅコンバータ７に入射する。
【００２０】
ここで、波長シフタ３のシフト量をΔｆとする。前述のようにｆ0とｆrefとは相互に干渉しないが、ｆ0とｆ0＋Δｆは干渉するため、第１のＯ／Ｅコンバータ５の出力Ｉ0はΔｆで周期的に強度が変動する。時間ｔの関数で表すと、
Ｉ0＝［ｅｘｐ｛２πｉｆ0（ｔ−τ1−τ3）｝＋ｅｘｐ｛２πｉ・（ｆ0＋Δｆ）（ｔ−τ2−τ3）＋ｉπｋ0／２｝］×［位相共役項］
＝１＋ｃｏｓ［２π｛Δｆ（ｔ−τ2−τ3）＋ｆ0（τ1−τ2）｝＋ｋ1π／２］
ここでｋｉはカップラの分岐の組み合わせで決まる整数であり、τｉは各分岐における遅延時間を表す（図１参照）。振幅を表す係数は略した。一方、第２のＯ／Ｅコンバータ７の出力Ｉrefについても同様の議論が成り立つ。
【００２１】
Ｉref＝１＋ｃｏｓ［２π｛Δｆ（ｔ−τ2*−τ4*）＋ｆref（τ1*−τ2*）｝＋ｋ2π／２］
と表される。ただし、群速度分散を考慮し、各分岐の遅延時間をτｉ*と表記している。第１のＯ／Ｅコンバータ５の出力と第２のＯ／Ｅコンバータ７の出力とは、位相比較器８に入力される。
【００２２】
位相比較器８は、Δｆの周波数で振動する２つの信号の位相差を検出し、位相差に応じた直流信号を出力する。Ｉ0とＩrefとの位相差Δφは上記の式より
Δφ＝２πΔｆ（τ3−τ4*＋τ2−τ2*）＋２πｆref（τ1*−τ2*）−２πｆ0（τ1−τ2）＋（ｋ2−ｋ1）π／２［ｒａｄ］…（式１）
となり、時間ｔに依存しない。なお、波長分散が無視できる場合は式１は
Δφ＝２πΔｆ（τ3−τ4）＋２π（ｆref−ｆ0）（τ1−τ2）＋（ｋ2−ｋ1）π／２［ｒａｄ］
と簡略化される。
【００２３】
各遅延時間およびＲｅｆ光源２の出力ｆrefが時間によらず一定であれば、位相差は
Δφ＝−２πｆ0（τ1−τ2）＋定数                          …（式２）
となるから、ｆ0の揺らぎは位相差の変化となって現れる。位相比較器８によりΔφを検出することにより、測定対象となる光の波長揺らぎを検出することができる。また、波長掃引のために意図的にｆ0を変更した場合も、ｆ0の変化量を正確に検出することができる。波長シフトは音響光学素子で容易に実現可能である。光路長や波長シフトの値は一定でよく、周期的に変調をかける必要がない。
【００２４】
図９に、実験による検証結果を示す。Ｒｅｆ用光源は１５５０ｎｍ、測定対象の光源は１５７０ｎｍ近傍にセットしてある。音響光学素子により波長シフトを行い、Δｆ＝５５ＭＨｚとした。（ａ）に、実験開始時のＩ0とＩrefとを示す。どちらの波形も、理論どおり周波数５５ＭＨｚ、周期１８ｎｓｅｃのビートを示している。
【００２５】
（ｂ）に、測定対象の光源の波長を微調した直後のＩ0とＩrefとを示す。波長の変動に伴いＩ0とＩrefの位相差Δφは変化して行くため、オシロスコープ上ではＩ0のピークの位置が画面左にシフトし、収束点近傍で数秒間振動する。
【００２６】
数分後、測定対象の光源の波長が安定した時点での波形を（ｃ）に示す。（ａ）の状態と比較すると、ピークの位置は８ｎｓｅｃ、位相に換算して３ｒａｄの変動が生じた。これはキャリア周波数に対して１２０ＭＨｚの変動に相当している。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、レーザの絶対波長や偏波に依存せずに精度よく、レーザの出力波長の変動量をモニタ可能であり、かつ、位相変調器の変調速度に制限を受けることなく、高速にレーザの出力波長の変動量をモニタ可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図２を参照して説明する。図２は第１の実施形態の波長変動測定装置の構成図である。
【００２９】
第１の実施形態は、図２に示すように、レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、第１の実施形態の特徴とするところは、波長の安定したＲｅｆ光源２と、半導体レーザ１０から出力される測定対象のレーザ光とＲｅｆ光源２の出力とを合波する第１のカップラＣ１と、第１のカップラＣ１の出力に接続され、片方の光路に波長シフタとしての音響光学素子１１を有する２光束の干渉計と、この２光束の干渉計の出力から測定対象のレーザ光のみを選択的に取り出す第一の波長選択手段としての光ＢＲＦ４と、前記２光束の干渉計の出力からＲｅｆ光源２の出力のみを選択的に取り出す第二の波長選択手段としての光ＢＰＦ６と、光ＢＲＦ４の出力を光電気変換する第１のＯ／Ｅコンバータ５と、光ＢＰＦ６の出力を光電気変換する第２のＯ／Ｅコンバータ７と、Ｏ／Ｅコンバータ５の出力とＯ／Ｅコンバータ７の出力とに接続された位相比較器８とを有し、前記参照光は、測定対象となるレーザ光との相互干渉が実質的に無視できる程度に離れた波長に設定され、音響光学素子１１は測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆだけ変化させ、前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0およびｆ0＋Δｆの光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆrefおよびｆref＋Δｆの光を干渉させ、位相比較器８は、Ｏ／Ｅコンバータ５および７からそれぞれ入力された２つの入力信号の持つΔｆの周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えたところにある。
【００３０】
また、前記干渉計は、少なくとも片方の光路に可変ディレイ１２を有し、可変ディレイ１２は、前記干渉計の２つの光路長の差Δτを０ではない任意の値に設定する手段を備える。
【００３１】
また、Ｏ／Ｅコンバータ５および７は、それぞれ第１および第２のリミッタアンプ１６および１７を有し、この第１および第２のリミッタアンプ１６および１７は、測定対象となるレーザ光および参照光源の光強度に関わらず、前記Δｆの周波数成分の振幅を一定とする手段を備える。
【００３２】
以下では、第１の実施形態をさらに詳細に説明する。ここでは半導体レーザ１０の出力光の波長変動をモニタするものとする。半導体レーザ１０の出力は第３のカップラＣ３により一部分岐されて、第１のカップラＣ１の第１ポート♯１に入力される。
【００３３】
Ｒｅｆ光源２の出力は第１のカップラＣ１の第２ポート♯２に入力される。Ｒｅｆ光源２の波長は１μｍ程度とする。半導体レーザ１０の出力の波長が１．５μｍ〜１．６μｍであれば、Ｒｅｆ光源２との干渉は実質的に無視できる。
【００３４】
半導体レーザ１０の出力およびＲｅｆ光源２の出力はそれぞれ第１のカップラＣ１の第１ポート♯１および第２ポート♯２にそれぞれ入力されて合波された後に第３ポート♯３および第４ポート♯４にそれぞれ分岐され、片方の第４ポート♯４の出力は音響光学素子１１によってΔｆの波長シフトを受け、他方の第３ポート♯３の出力は可変ディレイ１２によって遅延を受けた後、第２のカップラＣ２の第７ポート♯７および第８ポートにそれぞれ入力されて合波される。
【００３５】
第２のカップラＣ２の第５ポート♯５および第６ポート♯６の２つの出力は、作用の項で説明した光ＢＲＦと光ＢＰＦとにそれぞれ入力された後、第一のＯ／Ｅコンバータ５および第２のＯ／Ｅコンバータ７に入力される。作用の項で説明したとおり、各Ｏ／Ｅコンバータ５および７の出力は周波数Δｆの正弦波であり、それらの位相差は式２となるが、位相差Δφとｆ0の比例関係は、可変ディレイ１２により光路長τ1を変更することによって調整可能である。一例として
τ1−τ2＝５ｎｓｅｃ
とすると、ｆ0が１００ＭＨｚ増加したときにΔφはπ減少する。温度変動によるτ1−τ2の変動をさけるため、第１のカップラＣ１から第２のカップラＣ２に至る干渉計の部分はヒータ１３で一定の温度に保つ。
【００３６】
本発明の目的は、波長の変動をモニタすることにあるが、半導体レーザ１０またはＲｅｆ光源２に不規則な強度揺らぎがある場合には、式１にも強度変調成分が現れ、誤差要因となる。これを避けるために、各Ｏ／Ｅコンバータの出力は第１のＢＰＦ１４および第２のＢＰＦ１５に入力され、Δｆの周波数成分のみが第１のリミッタアンプ１６および第２のリミッタアンプ１７に入力され、位相比較器８に入力される。
【００３７】
位相比較器８の出力が半導体レーザ１０の波長変動情報となり、これをモニタすることにより、半導体レーザ１０の波長揺らぎをモニタできる。本発明の応用例として、波長変動情報が時間によらず一定になるように半導体レーザ１０の励起電流を励起電流制御回路９により調整すれば、半導体レーザ１０の出力波長は一定になる。また、波長変動情報が時間と共にコンスタントに増加するように半導体レーザ１０の励起電流を励起電流制御回路９により調整すれば、半導体レーザ１０の出力波長は連続的に掃引される。その際の信号の流れを図２の細線に示す。
【００３８】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図３を参照して説明する。図３は第２の実施形態の構成図である。ここでは、第１の実施形態に記載された光ＢＰＦ６および光ＢＲＦ４に代えて、ＷＤＭカップラＣＷを用いている。測定対象となる半導体レーザ１０の出力光とＲｅｆ光とは、ＷＤＭカップラＣＷによってそれぞれ分岐され、それぞれ第１のＯ／Ｅコンバータ５と第２のＯ／Ｅコンバータ７とに入力される。他の動作は第１の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００３９】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態を図４を参照して説明する。図４は第３の実施形態の構成図である。
【００４０】
第３の実施形態は、図４に示すように、レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、第３の実施形態の特徴とするところは、波長の安定したＲｅｆ光源２と、半導体レーザ１０から出力される測定対象のレーザ光とＲｅｆ光源２の出力とを合波する第１のカップラＣ１と、第１のカップラＣ１に接続され、一方の光路に第一の波長シフタとしての音響光学素子１１−１を有し、他方の光路に第二の波長シフタとしての音響光学素子１１−２を有する２光束の干渉計と、この２光束の干渉計の出力から測定対象のレーザ光のみを選択的に取り出す第一の波長選択手段としてのＷＤＭカップラＣＷの第１３ポート♯１３と、前記２光束の干渉計の出力からＲｅｆ光源２の出力のみを選択的に取り出す第二の波長選択手段としてのＷＤＭカップラＣＷの第１４ポート♯１４と、第１３ポート♯１３の出力を光電気変換する第１のＯ／Ｅコンバータ５と、第１４ポート♯１４の出力を光電気変換する第２のＯ／Ｅコンバータ７と、第１のＯ／Ｅコンバータ５の出力とＯ／Ｅコンバータ７の出力とに接続された位相比較器８とを有し、前記参照光は、測定対象となるレーザ光との相互干渉が実質的に無視できる程度に離れた波長に設定され、音響光学素子１１−１は測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）との両者のキャリア周波数をΔｆ1だけ変化させ、音響光学素子１１−２は測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆ2だけ変化させ、前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0＋Δｆ1およびｆ0＋Δｆ2の光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆref＋Δｆ1およびｆref＋Δｆ2の光を干渉させ、位相比較器８は、２つの入力信号の持つΔｆ＝Δｆ1−Δｆ2の周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えたところにある。
【００４１】
また、前記干渉計は、少なくとも片方の光路に可変ディレイ１２を有し、可変ディレイ１２は、前記干渉計の２つの光路長の差Δτを０ではない任意の値に設定する手段を備える。
【００４２】
また、Ｏ／Ｅコンバータ５および７は、それぞれ第１および第２のリミッタアンプ１６および１７を有し、この第１および第２のリミッタアンプ１６および１７は、測定対象となるレーザ光および参照光源の光強度に関わらず、前記Δｆの周波数成分の振幅を一定とする手段を備える。
【００４３】
以下では、第３の実施形態をさらに詳細に説明する。ここでは２つの音響光学素子１１−１、１１−２を用い、第２の実施形態に記載された第１のカップラＣ１の第３ポート♯３および第４ポート♯４の２つの出力のそれぞれに配置している。
【００４４】
第１および第２の音響光学素子１１−１、１１−２は、周波数シフトの量が異なるものとする。第１の音響光学素子１１−１の周波数シフトがΔｆ1、第２の音響光学素子１１−２の周波数シフトがΔｆ2であるとすると、各Ｏ／Ｅコンバータ５および７からそれぞれ出力される波形は周波数Δｆ1−Δｆ2の絶対値となる。
【００４５】
一般に音響光学素子１１−１、１１−２の周波数シフト量は数十〜数百ＭＨｚ程度であり、このシフト量の調整は困難であるが、本実施形態のように複数の音響光学素子１１−１、１１−２を組み合わせることによりＯ／Ｅコンバータ５および７の出力の周波数を数百ｋＨｚ程度に下げることが可能であり、低速な位相比較器やロックインアンプでも波長変動情報を得ることが可能となる。
【００４６】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態を図５を参照して説明する。図５は第４の実施形態の構成図である。
【００４７】
第４の実施形態は、図５に示すように、レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、第４の実施形態の特徴とするところは、半導体レーザ１０から出力される測定対象のレーザ光を第１ポート♯１に入力し、このレーザ光を第３および第４ポート♯３、♯４にそれぞれ分岐出力する第１のカップラＣ１と、この第１のカップラＣ１の第３および第４ポート♯３、♯４に光路がそれぞれ接続され、片方の光路に波長シフタとしての音響光学素子１１を有する２光束の干渉計と、波長の安定したＲｅｆ光源２と、このＲｅｆ光源２の参照光を第６ポート♯６に入力し、この参照光を第７および第８ポート♯７、♯８にそれぞれ分岐出力する第２のカップラＣ２とを有し、第７および第８ポート♯７、♯８は前記干渉計の２つの光路にそれぞれ接続され、前記干渉計内では、前記測定対象のレーザ光と前記参照光とが逆方向に進行し、第１のカップラＣ１の第３および第４ポート♯３、♯４からそれぞれ入力された前記参照光は合波されて第２ポート♯２から出力され、第２のカップラＣ２の第７および第８ポート♯７、♯８からそれぞれ入力された前記測定対象のレーザ光は合波されて第５ポート♯５から出力され、第５ポート♯５の出力を光電気変換する第１のＯ／Ｅコンバータ５と、第２ポート♯２の出力を光電気変換する第２のＯ／Ｅコンバータ７と、Ｏ／Ｅコンバータ５の出力とＯ／Ｅコンバータ７の出力とに接続された位相比較器８とを有し、音響光学素子１１は測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆだけ変化させ、前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0およびｆ0＋Δｆの光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆrefおよびｆref＋Δｆの光を干渉させ、位相比較器８は、Ｏ／Ｅコンバータ５および７からそれぞれ入力された２つの入力信号の持つΔｆの周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えたところにある。
【００４８】
また、前記干渉計は、少なくとも片方の光路に可変ディレイ１２を有し、可変ディレイ１２は、前記干渉計の２つの光路長の差Δτを０ではない任意の値に設定する手段を備える。
【００４９】
また、Ｏ／Ｅコンバータ５および７は、それぞれ第１および第２のリミッタアンプ１６および１７を有し、この第１および第２のリミッタアンプ１６および１７は、測定対象となるレーザ光および参照光源の光強度に関わらず、前記Δｆの周波数成分の振幅を一定とする手段を備える。
【００５０】
以下では、第４の実施形態をさらに詳細に説明する。ここでは、半導体レーザ１０の出力光の波長変動をモニタするものとする。半導体レーザ１０の出力は第３のカップラＣ３により一部分岐されて、第１のカップラＣ１の第１ポート♯１に入力される。
【００５１】
半導体レーザ１０の出力は第１のカップラＣ１により分岐され、片方は第４ポート♯４から出力されて音響光学素子１１によってΔｆの波長シフトを受け、他方は第３ポート♯３から出力されて可変ディレイ１２によって遅延を受けた後、第２のカップラＣ２の第７ポート♯７および第８ポート♯８にそれぞれ入力されて合波され、第５ポート♯５から出力されて第１のＯ／Ｅコンバータ５に入力される。
【００５２】
一方、Ｒｅｆ光源２から出力された参照光は、第２のカップラＣ２の第６ポート♯６に入力される。参照光は第２のカップラＣ２により分岐され、片方は第８ポート♯８から出力されて音響光学素子１１によってΔｆの波長シフトを受け、他方は第７ポート♯７から出力されて可変ディレイ１２によって遅延を受けた後、第１のカップラＣ１の第３ポート♯３および第４ポート♯４にそれぞれ入力されて合波され、第２ポート♯２から出力されて第２のＯ／Ｅコンバータ７に入力される。各光源への光流入は、第１および第２のアイソレータ１８、１９によって阻止される。
【００５３】
この構成では、測定対象の光と参照光とが干渉計内を逆進するため、両者の波長が比較的近い場合でも相互干渉を殆ど無視できる。また、両者を切り分ける波長分離手段を省略することができる。これにより、第１または第２の実施形態と等価な構成を実現することができる。第４の実施形態の動作は、第１または第２の実施形態と同様に説明することができるので、ここでは動作の説明は省略する。
【００５４】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態を図６を参照して説明する。図６は第５の実施形態の構成図である。
【００５５】
第５の実施形態は、図６に示すように、レーザ光の波長変動を測定する波長変動測定装置であって、第５の実施形態の特徴とするところは、半導体レーザ１０から出力される測定対象のレーザ光を第１ポート♯１に入力し、このレーザ光を第３および第４ポート♯３、♯４にそれぞれ分岐出力する第１のカップラＣ１と、この第１のカップラＣ１の第３および第４ポート♯３、♯４に光路がそれぞれ接続され、一方の光路に第一の波長シフタとしての音響光学素子１１−１を有し、他方の光路に第二の波長シフタとしての音響光学素子１１−２を有する２光束の干渉計と、波長の安定したＲｅｆ光源２と、このＲｅｆ光源２の参照光を第６ポート♯６に入力し、この参照光を第７および第８ポート♯７、♯８にそれぞれ分岐出力する第２のカップラＣ２とを有し、第７および第８ポート♯７、♯８は前記干渉計の２つの光路にそれぞれ接続され、前記干渉計内では、前記測定対象のレーザ光と前記参照光とが逆方向に進行し、第１のカップラＣ１の第３および第４ポート♯３、♯４からそれぞれ入力された前記参照光は合波されて第２ポート♯２から出力され、第２のカップラＣ２の第７および第８ポート♯７、♯８からそれぞれ入力された前記測定対象のレーザ光は合波されて第５ポート♯５から出力され、第５ポート♯５の出力を光電気変換する第１のＯ／Ｅコンバータ５と、第２ポート♯２の出力を光電気変換する第２のＯ／Ｅコンバータ７と、Ｏ／Ｅコンバータ５の出力とＯ／Ｅコンバータ７の出力とに接続された位相比較器８とを有し、音響光学素子１１−１は測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）との両者のキャリア周波数をΔｆ1だけ変化させ、音響光学素子１１−２は測定対象のレーザ光（キャリア周波数ｆ0）と参照光（キャリア周波数ｆref）の両者のキャリア周波数をΔｆ2だけ変化させ、前記干渉計は、キャリア周波数ｆ0＋Δｆ1およびｆ0＋Δｆ2の光を干渉させると共に、キャリア周波数ｆref＋Δｆ1およびｆref＋Δｆ2の光を干渉させ、位相比較器８は、２つの入力信号の持つΔｆ＝Δｆ1−Δｆ2の周波数成分について位相比較を行い、位相差に応じた信号を出力する手段を備えたところにある。
【００５６】
また、前記干渉計は、少なくとも片方の光路に可変ディレイ１２を有し、可変ディレイ１２は、前記干渉計の２つの光路長の差Δτを０ではない任意の値に設定する手段を備える。
【００５７】
また、Ｏ／Ｅコンバータ５および７は、それぞれ第１および第２のリミッタアンプ１６および１７を有し、この第１および第２のリミッタアンプ１６および１７は、測定対象となるレーザ光および参照光源の光強度に関わらず、前記Δｆの周波数成分の振幅を一定とする手段を備える。
【００５８】
以下では、第５の実施形態をさらに詳細に説明する。ここでは、半導体レーザ１０の出力光の波長変動をモニタするものとする。半導体レーザ１０の出力は第３のカップラＣ３により一部分岐されて、第１のカップラＣ１の第１ポート♯１に入力される。
【００５９】
半導体レーザ１０の出力は第１のカップラＣ１により分岐され、片方は第４ポート♯４から出力されて音響光学素子１１−２によってΔｆ2の波長シフトを受け、他方は第３ポート♯３から出力されて音響光学素子１１−１によってΔｆ１の波長シフトを受けると共に、可変ディレイ１２によって遅延を受けた後、第２のカップラＣ２の第７ポート♯７および第８ポート♯８にそれぞれ入力されて合波され、第５ポート♯５から出力されて第１のＯ／Ｅコンバータ５に入力される。
【００６０】
一方、Ｒｅｆ光源２から出力された参照光は、第２のカップラＣ２の第６ポート♯６に入力される。参照光は第２のカップラＣ２により分岐され、片方は第８ポート♯８から出力されて音響光学素子１１−２によってΔｆ2の波長シフトを受け、他方は第７ポート♯７から出力されて可変ディレイ１２によって遅延を受けると共に、音響光学素子１１−１によってΔｆ1の波長シフトを受を受けた後、第１のカップラＣ１の第３ポート♯３および第４ポート♯４にそれぞれ入力されて合波され、第２ポート♯２から出力されて第２のＯ／Ｅコンバータ７に入力される。各光源への光流入は、第１および第２のアイソレータ１８、１９によって阻止される。
【００６１】
この構成では、測定対象の光と参照光とが干渉計内を逆進するため、両者の波長が比較的近い場合でも相互干渉を殆ど無視できる。また、両者を切り分ける波長分離手段を省略することができる。これにより、第３の実施形態と等価な構成を実現することができる。第４の実施形態の動作は、第３の実施形態と同様に説明することができるので、ここでは動作の説明は省略する。
【００６２】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態を図７を参照して説明する。図７は第６の実施形態の構成図である。
【００６３】
図７に示すように、第２または第３の実施形態で説明した波長変動測定装置が複数並列に配置され、これら複数の波長変動測定装置はそれぞれ２光束の干渉計を有し、また、これら複数の波長変動測定装置は、一つのＲｅｆ光源２を共有している。
【００６４】
全ての干渉計は、波長シフタである音響光学素子１１−１、１１−２、１１−３を少なくとも１つの光路に有し、また、全ての干渉計は、可変ディレイ１２−１、１２−２を少なくとも１つの光路に有する。
【００６５】
第６の実施形態においては、波長シフタによって生ずる干渉計内の２つの光路での差周波Δｆは、全ての干渉計で等しくなければならない。１つの干渉計に複数の波長シフトとしての音響光学素子１１−１（Δｆ1）、１１−２（Δｆ2）があってもよいが、合波される段階において２つの光路の差周波（Δｆ1−Δｆ2）は、音響光学素子１１−３によって生ずる波長シフトΔｆ3と等しくなければならない。
【００６６】
また、第６の実施形態においては、各干渉計で生じる２つの光路の遅延時間差は全て異なる値でなければならない。すなわち、図７の♯１７から♯９に至る遅延時間をτ1、♯１８から♯１０に至る遅延時間をτ2、♯１９から♯２１に至る遅延時間をτ1′、♯２０から♯２２に至る遅延時間をτ2′とした場合に、τ1−τ2とτ1′−τ2′とが異なる値となるようにΔτａおよびΔτｂを設定する。
【００６７】
以下では、第６の実施形態をさらに詳細に説明する。ここでは、第２または３の実施形態に記載した干渉計部分を２つ用意している。１つは、第６−１のカップラＣ６−１で分岐し、第７−１のカップラＣ７−１で合波される２光束の干渉計であり、他の一つは、第６−２のカップラＣ６−２で分岐し、第７−２のカップラＣ７−２で合波される２光束の干渉計である。
【００６８】
これらの干渉計は、音響光学素子１１−１、１１−２、１１−３を有すると共に、第１の可変ディレイ１２−１および第２の可変ディレイ１２−２を有している。作用の項で説明したとおり、各Ｏ／Ｅコンバータ５−１、７−１および５−２、７−２の出力は周波数Δｆの正弦波であり、それらの位相差は式２となるが、位相差が２πを越えると、変動量の判定は不可能になる。すなわち、ｆ0の変動が１／（τ1−τ2）を越えると測定が不可能になる。干渉計の遅延時間差（τ1−τ2）を小さくすると測定可能な範囲は広がる。しかし、ｆ0の揺らぎを精密に測定するためには、Δφとｆ0の比例係数（τ1−τ2）を大きく取らねばならない。
【００６９】
第６の実施形態では、第６−１のカップラＣ６−１で分岐し、第７−１のカップラＣ７−１で合波される干渉計においては２つの光路の時間差を小さくとり、逆に、第６−２のカップラＣ６−２で分岐し、第７−２のカップラＣ７−２で合波される干渉計においては２つの光路の時間差を大きく取る。
【００７０】
干渉計の出力は、それぞれ第１のＷＤＭカップラＣＷ−１および第２のＷＤＭカップラＣＷ−２に入力され、第２または第３の実施形態と同様にして、第１の波長変動情報と第２の波長変動情報とを得る。これら２つの波長変動情報を組み合わせることにより、精密さを損なうことなく波長の測定可能領域を広げることができる。
なお、Ｒｅｆ光をポート♯１４−１および♯１４−２から入射し、第２のＯ／Ｅコンバータ７−１および第４のＯ／Ｅコンバータ７−２をそれぞれポート♯１５、♯１６に接続することにより、測定対象となるレーザ光と参照光とが干渉計内で互いに逆向きに進むように構成してもよい。
【００７１】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態を図８を参照して説明する。図８は第７の実施形態の構成図である。
【００７２】
第７の実施形態は、図８に示すように、第２または第３の実施形態で説明した波長変動測定装置が複数並列に配置され、複数の波長変動測定装置は、一つのＲｅｆ光源２および波長シフタである音響光学素子１１−２を共有している。第７の実施形態においては、各干渉計で生じる２つの光路の遅延時間差は全て異なる値でなければならない。
【００７３】
すなわち、図８の♯２６から♯９に至る遅延時間をτ1、♯２７から♯１０に至る遅延時間をτ2、♯２８から♯２１に至る遅延時間をτ1′、♯２７から♯２０に至る遅延時間をτ2′とした場合に、τ1−τ2とτ1′−τ2′とが異なる値となるようにΔτａおよびΔτｂを設定する。
【００７４】
すなわち、第７の実施形態は、第８のカップラＣ８と第９のカップラＣ９との間に一つの音響光学素子１１−２を備えることにより、二つの干渉計で一つの波長シフタを共有することができる。
【００７５】
これにより、第６の実施形態で説明したように、全ての干渉計において、２つの光路の差周波はΔｆでなければならないという条件を一つの音響光学素子１１−２を二つの干渉計で共有することにより容易に満たすことができる利点がある。
なお、第６および第７の実施形態では、第２または第３の実施形態における干渉計を２つ並列に配列することにより、２つの波長変動情報を組み合わせる例を説明したが、干渉計を３以上の複数並列に配列し、３以上の波長変動情報を組み合わせることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明によれば、レーザ光源の波長揺らぎを高速かつ高精度に検出可能であり、これにより、大容量ＷＤＭ伝送システムにおいて、送信器から出力される多数の光波長を光周波数上に均等に並べるために波長を安定化させ、出力される波長の揺らぎを抑えることができる。また、伝送路で使用される光学部品や光ファイバの群速度分散、ＰＭＤの波長依存性などの光学特性を精度良く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の基本構成の波長変動測定装置を示す図。
【図２】第１の実施形態の波長変動測定装置を示す図。
【図３】第２の実施形態の波長変動測定装置を示す図。
【図４】第３の実施形態の波長変動測定装置を示す図。
【図５】第４の実施形態の波長変動測定装置を示す図。
【図６】第５の実施形態の波長変動測定装置を示す図。
【図７】第６の実施形態の波長変動測定装置を示す図。
【図８】第７の実施形態の波長変動測定装置を示す図。
【図９】本発明の効果の検証結果を示す図。
【符号の説明】
【００７８】
１  光入力端子
２  Ｒｅｆ光源
３  波長シフタ
４  光ＢＲＦ
５  第１のＯ／Ｅコンバータ
６  光ＢＰＦ
７  第２のＯ／Ｅコンバータ
８  位相比較器
９  励起電流制御回路
１０  半導体レーザ
１１、１１−１〜３  音響光学素子
１２、１２−１、１２−２  可変ディレイ
１３  ヒータ
１４、１４−１、１４−２、１５、１５−１、１５−２  ＢＰＦ
１６、１６−１、１６−２、１７、１７−１、１７−２  リミッタアンプ
１８、１９  アイソレータ
Ｃ１〜Ｃ９  カップラ
ＣＷ、ＣＷ−１、ＣＷ−２  ＷＤＭカップラ
♯１〜♯２６  ポート
【図１】
2006237354.tif 000003
【図２】
2006237354.tif 000004
【図３】
2006237354.tif 000005
【図４】
2006237354.tif 000006
【図５】
2006237354.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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